埋地天然气管道腐蚀因素及防护策略分析

梁瑞强

摘要：埋地的天然气管道，其腐蚀跟诸多因素有关，不仅包括化学因素、电化学因素，还包括细菌及杂散电流等。天然气管道的腐蚀会埋下诸多安全隐患，不仅会影响到供气的质量，甚至会影响到供气的安全性，因此，为了避免天然气管道的腐蚀，必须要针对其成因，提出切实可行的防护策略。

关键词：天然气管道;腐蚀因素;防护策略

引言：

我国城市化进程逐渐加快，促使城市燃气事业得意迅猛发展，地下管线规模随着城市的发展也处在不断的扩大之中。城市燃气，作为一种清洁、优质的能源，不仅易燃易爆，还容易给城市地下管网带来不可逆的危害。而城市燃气设备的老化、腐蚀等问题，又十分常见。因此，针对天然气管道的腐蚀问题，相关部门应该予以高度的重视。

一、天然气管道腐蚀归因分析

腐蚀是金属在水、空气等的共同作用下，随着时间的推移，由于化学或电化学反应，引起的一种结构性破坏。

（一）化学腐蚀

化学腐蚀，是对金属管道直接接触介质，发生的腐蚀问题的统称。在此过程中，金属与介质作用，会发生溶解，使得原本坚固的管道结构发生改变[1]。

在天然气管道输送燃气的过程中，燃气中含有的硫化氢、二氧化硫等物质，会直接与管道金属进行反应，从而诱发化学腐蚀。燃气管道，相较于其他地下管道，管道壁更薄，且随着运输距离的增加，其管道壁厚会逐渐减少。为了减少化学腐蚀对管道的作用，必须要控制待运燃气中能够引起腐蚀的成分的含量。还需要对管道内壁进行涂层，在发挥防腐作用的同时，提升管壁粗糙度，进而增大燃气管道负荷[2]。

（二）电化学腐蚀

天然气管道中常见的电化学腐蚀，主要为土壤腐蚀。由于土壤中含有酸、碱以及少量的盐类，所以土壤又可以被看作是一个复杂的电解质。而土壤又并非均匀的电解质，其结构复杂而不均匀。埋地的燃气钢管又极容易在不同的部位形成阳区与阴区，电子从阳极区向阴极区转移，加上电解质对电流的导向作用。促使电化学腐蚀在燃气管运输中也时常出现。

（三）细菌腐蚀

细菌腐蚀也是常见的天然气管道腐蚀原因之一。不同种类的细菌对于管道的腐蚀作用能力存在较大差异，且作用所需的条件也不同，如湿度、PH、温度等。在潮湿且排水不良的缺氧土壤中，硫细菌会作用于可溶性的硫酸盐，将其还原为硫化氢，使天然气管道阴极表面的氢离子浓度增加，进而间接加剧了天然气管道的腐蚀过程。

（四）杂散电流腐蚀

杂散电流，是在大地中杂散的电流，其作用于埋地钢管上，同样会引起钢管的腐蚀。其产生主要来源于外界各地电气设备所漏损的電能，电能设备接地，会使得土壤中出现大量的杂散电流，进而危害钢管的使用。

二、腐蚀防护方法

根据上述天然气埋地管的腐蚀原因进行分析，本文认为，可以从如下三个方面来延缓和避免天然气埋地管的腐蚀

（一）管材选择

在进行天然气埋地管的管材选择时，企业应该针对土壤的腐蚀性特点，选择合适的低压燃气管材，尽量避免选择不耐腐蚀的管道材料，常见的用于城市燃气输送的埋地管道材料包括铸铁管等。

（二）绝缘层

应用绝缘层，同样是良好的解决管道腐蚀问题的方式。绝缘层防腐法，是通过在埋地管上涂敷电绝缘性的材料，以起到隔绝电源作用，降低埋地管被腐蚀概率的一种腐蚀防护方法。此方式可以避免管道金属与土壤直接可能发生的直接接触，让电流无法流入管道。完整的隔离层，能够充分发挥电绝缘性以及防水性能，使得土壤中的电解质不能与管道金属直接接触，进而切断了电化学腐蚀的发生途径。在实践中，城市燃气管道的敷设领域，最为常见的管道外防腐层材料包括石油沥青、聚乙烯胶贴等。

（三）电保护法

电保护法，别称积极保护法。其一般可以与绝缘层保护法共同应用，互相结合使用。积极保护法，是利用外加直流电源，使燃气管道对土壤造成负电压保护的方式，可以对管道腐蚀达成积极的保护效果。

排流保护常见方法包括极性排流以及强制排流两种。前者针对的是杂散电流的干扰，通过串入二极管的方式，可以把杂散的电流排回干扰器。二极管自身具有单向性，因此，杂散电流只能正向输出，负极可以被保留作为阴极保护作用的载体。强制排流，是利用整流器供给保护电流，实现阴极保护的方式。强制电流法的优势在于输出的电流连续可调，且具有较大的保护范围，且投资小，也不受到土壤电阻率的限制，且装置的使用寿命长，但是其需要外部的电源，且还会干扰周围金属构筑物的正常工作，而牺牲阳极法，则可以避免外部电源的应用，且不会对金属构筑物造成严重干扰，工程的投资收益高，但是在高电阻率的土壤中无法正常工作。

三、结束语

城市建设逐渐发展，燃气管线的规模、数量都将迎来新一轮的增长，与之相应的配套设施与附属构建也会逐渐完善。在管道防腐上，新技术、新材料以及新工艺也必将逐渐被提出与应用，并成为燃气管道防护水平提升的重要基础。就目前发展来说，牺牲阳极的阴极保护法与防腐涂层法，依然是主流的管道腐蚀延缓与避免途径，而将二者逐渐结合，协同应用，将成为未来发展的重要目标及方向。本文对天然气管道腐蚀进行了归因分析，并针对性的提出了包括材料选择、绝缘层应用以及电保护法在内的防腐措施，望予同行以借鉴。

参考文献：

[1]朱庆杰，赵晨，陈艳华，等.埋地天然气管道泄漏的影响因素及保护措施[J].环境工程学报，2018.

[2]张伯扬，马贵阳，王凯，等.基于CFD的埋地天然气管道泄漏扩散数值分析[J].辽宁石油化工大学学报，2018，39（1）.